L`ISPETTORE CONCILIANTE

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PAGINE DI STORIA
di Marco Taddia
Dipartimento di Chimica “Giacomo Ciamician”
Università di Bologna
[email protected]
Robert Angus Smith, primo ispettore capo alle fabbriche di soda
L’ISPETTORE
CONCILIANTE
ROBERT ANGUS SMITH E L’ALKALI ACT
Nel 1863 il Parlamento britannico varò l’Alkali Act per abbattere
le emissioni di acido cloridrico delle fabbriche di soda. La legge
stabiliva che almeno il 95% dell’acido fosse sottoposto a condensazione. La sorveglianza
fu affidata ad un Ispettore che alle sanzioni o alle denunce preferiva l’attività di formazione
e il supporto tecnico per l’adeguamento degli impianti.
e direttive CEE in materia d’inquinamento ambientale si
rifanno spesso ai “migliori mezzi tecnici disponibili” per
collegare l’attuazione delle norme e la loro possibile evoluzione allo stato della tecnologia. Succede, ad esempio,
in relazione agli scarichi pericolosi, quando si citano i fattori che
concorrono a fissare ed eventualmente modificare i valori limite [1].
L
In tal caso, è abbastanza evidente che sia il perfezionamento dei
mezzi tecnici impiegati per abbattere il livello degli inquinanti che
quello degli strumenti analitici riveste, insieme ai progressi della
tossicologia, un ruolo decisivo nell’aggiornamento della normativa.
L’espressione “i migliori mezzi tecnici disponibili” traduce l’inglese
best practicable means (equivalente a best available technologies
o BAT) ed ha una lunga storia. Essa sintetizza in maniera efficace
la strategia di lotta all’inquinamento dell’aria alla quale, da almeno
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centocinquant’anni, s’ispira la Gran Bretagna [2]. In quella nazione
si tendono a conciliare, forse più che nell’Europa continentale, le
varie esigenze ambientali, sociali ed economiche in relazione agli
effetti dell’inquinamento, dopo averne messo ben a fuoco i rischi.
Tale approccio, definito “pietra angolare” della politica britannica, è
stato esteso alla bonifica dei siti contaminati, che si prefigge di rendere la terra “adatta all’utilizzo” [3].
Le basi della legislazione britannica in materia ambientale risalgono alla seconda metà dell’Ottocento, all’inizio della cosiddetta
Seconda Rivoluzione Industriale, quando la nascente industria chimica appariva inconciliabile con l’ambiente. In un clima di forte
preoccupazione e disagio sociale si sviluppò un’iniziativa per porre
fine all’inquinamento delle industrie di soda che sfociò nella legge
denominata Alkali Act.
Il primo processo industriale per ottenere la soda (carbonato di
sodio), legato per tradizione al nome del medico francese Leblanc,
sostituì l’estrazione dalle ceneri di alcune piante ed ebbe una lunga
gestazione [4]. Benché sia stato brevettato dal solo Nicolas Leblanc
il 25 settembre 1790, è già stato chiarito [5] che anche Michel Dizé
ebbe un ruolo determinante nell’invenzione. Il processo portava alla
cosiddetta “cenere nera” o black ash da cui per lisciviazione, concentrazione e precipitazione si ricavava la soda commerciale. La prima
fabbrica sorse a Saint Denis per opera dello stesso Leblanc e ad essa
seguì quella di Jean Baptiste Payen (padre del più noto Anselme), che
introdusse importanti innovazioni [6], a Grenelle. Successivamente, le
fabbriche Leblanc si diffusero nel Regno Unito dove, nel giro di qualche decennio, ebbero un prodigioso sviluppo. La storia e le conse-
I sottoprodotti inquinanti
del processo Leblanc
guenze di questo sviluppo sono ampiamente documentate nel bel
libro di Kenneth Warren [7]. L’introduzione su piccola scala avvenne
La reazione fra il sale marino e l’acido solforico produceva, nel
primo stadio del processo Leblanc, il solfato di sodio e una notevole quantità di acido cloridrico gassoso. Nei primi decenni di attività delle fabbriche Leblanc l’acido cloridrico veniva disperso direttamente nell’aria. In alternativa, specie in Francia, gli scarichi subivano un lavaggio in giare di grès piene d’acqua collegate in
serie, oppure venivano convogliati in una grande camera di
piombo dove reagivano con vapori ammoniacali prodotti dalla
calcinazione di scarti animali, dando luogo alla formazione di
cloruro d’ammonio [8]. La situazione divenne via via sempre più
preoccupante nel Regno Unito, laddove l’industria della soda
aveva avuto una forte espansione e gli stabilimenti si erano concentrati in poche zone. Si è valutato che negli anni ’40 del XIX
secolo, in Inghilterra, nell’area del Merseyside, circa 100 mila t
nel 1814 per opera di William Losh a Walker-on-Tyne [8]. Quattro anni
di sale siano state convertite in alcali, dando come sottoprodot-
dopo fu il turno di Tennant, che aprì una fabbrica a St. Rollox (Gla-
to 60 mila t di acido [9]. Gli addetti alla produzione che, prima
sgow). Nel 1823 iniziò la produzione anche James Muspratt (Fig. 1),
dell’introduzione dei forni meccanici (mostrati in Fig. 2), mesco-
un fabbricante dublinese di prodotti chimici che, a tale scopo, si tra-
lavano manualmente l’acido solforico con il sale in grandi
vasche di ghisa, si ammalavano rapidamente. A causa del gas il
bestiame soffocava, le popolazioni circostanti soffrivano di vari
sferì a Liverpool. Era una zona favorevole perché nelle vicinanze (St.
Helens) c’era il carbone e nel Chesire il sale. Liverpool, Tynesyde e
e Muspratt s’impose come uno dei massimi produttori, al punto da
disturbi, i manufatti metallici e i materiali da costruzione venivano corrosi, la vegetazione e le colture agricole deperivano, i fiumi
essere considerato il padre dell’industria chimica pesante del Paese.
diventavano “neri come l’inchiostro” [10] e le piogge acide com-
Inizialmente, il sale comune era gravato di un’imposta di £ 30 per tonnellata, che fu ridotta a £ 4 nel 1823 ca. e abolita due anni dopo, contribuendo all’abbattimento del prezzo della soda e alle fortune degli
industriali. Nel 1852 circa l’80% delle industrie di soda erano dislocate tra Glasgow, Newcastle, St. Helens e Widnes.
pletavano l’opera di devastazione. Dell’altro sottoprodotto noci-
Glasgow divennero i principali centri di produzione della soda Leblanc
Fig. 1 - James Muspratt, padre dell’industria chimica britannica
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Le fabbriche Leblanc
vo, il solfuro di calcio, accumulato senza protezione alcuna all’esterno delle fabbriche, cosicché per azione delle piogge acide
produceva idrogeno solforato, tossico e maleodorante, si parlerà eventualmente in altro lavoro.
Fig. 2 - Forno meccanico per la produzione di soda
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La legge
Promulgata per giungere a “una condensazione più efficace dell’acido muriatico nelle fabbriche di alcali”, recava la data 28 luglio
1863 e occupava circa cinque pagine [12]. L’introduzione specificava: 1) che la legge poteva essere citata come “Alkali Act, 1863”;
2) che sarebbe diventata operativa il 1° gennaio 1864; 3) che il termine Alkali Works (fabbriche di alcali) comprendeva qualsiasi fabbrica che producesse alcali, solfato di soda o di potassa e in cui si
sviluppava acido muriatico. Il testo parlava chiaro: “Qualsiasi fabbricazione di alcali dovrà essere eseguita in maniera tale da assicurare la condensazione, soddisfacente secondo l’Ispettore che
l’ha controllata personalmente o tramite un vice-ispettore, di non
meno del 95% dell’acido muriatico ivi sviluppato”. Si aggiungeva
inoltre che l’Ispettore non aveva il diritto di indicare modifiche nel
Fig. 3 - Ciminiere delle fabbriche Leblanc
Il degrado ambientale e le reazioni
dei proprietari terrieri
Una serie di leggi anti-inquinamento a carattere locale e spesso
permissive, non dirette alle fabbriche Leblanc, precedettero l’Alkali
Act [11]. Così, nella prima metà del secolo, i proprietari terrieri reagirono con l’azione legale. La situazione peggiorò in seguito alla
proliferazione delle fabbriche e al loro concentrarsi in alcune aree.
Ciò rendeva più problematica l’identificazione dei colpevoli. Le risposte degli industriali all’irritazione pubblica furono di diverso tipo:
1) spostamento delle attività in zone meno ostili, dove la popolazione era meno organizzata per intraprendere azioni legali;
2) ciminiere più alte per disperdere il gas su vaste aree (Fig. 3);
3) tentativi di autoregolamentazione;
4) condensazione dell’acido.
Il 14° Duca di Derby, spinto da altri nobili, s’impegnò per ricercare
un rimedio legislativo. A tale scopo si affidò a una Commissione
Scelta della Camera dei Lords e assunse in pratica la direzione dell’iniziativa. Questo attivismo allarmò gli industriali che, nel frattempo, si erano costituiti in associazione. Tuttavia, proprio per merito
di John Hutchinson, co-fondatore della Widnes Alkali Association,
prevalse il realismo e, anche per difendere i loro interessi, gli industriali decisero di collaborare alla stesura del provvedimento. Lord
Derby, verso la fine di aprile 1862, considerò ultimata la fase preparatoria. Con toni concilianti espose il progetto alla Camera dei
Lords, specificando che non era contro gli industriali, era apolitico
e non intendeva minare la prosperità economica delle zone interessate. L’Alkali Works Regulation Bill fu presentato ai Lords da Stanley di Alderley, a nome del Governo, nell’aprile 1863 [11]. Prescriveva la condensazione del 95% dell’acido, ma non specificava il
sistema da adottare. La legge fu approvata in luglio.
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processo di produzione o nell’apparecchiatura usata. La prima
multa non eccedeva le cinquanta sterline, poi si passava a cento.
Era prevista la registrazione delle fabbriche, loro ubicazione ed
eventuali passaggi di proprietà. La legge dedicava ampio spazio
alle sanzioni e alle modalità di applicazione delle medesime. Ma
questo, forse, non era il suo vero punto di forza se è vero che, in
campo ambientale, “la sanzione di legge non vuol dir nulla in
assenza del consenso e del sostegno della gente” [2]. In questo
caso non mancavano perché le popolazioni, prive (ahimè) dell’influenza politica dei proprietari terrieri, erano comunque esasperate. La cautela prevalse nel legislatore e l’Alkali Act, pensata come
legge a termine, sarebbe dovuta decadere il 1° luglio 1868.
Il “condensatore” di Gossage
La disponibilità di questo mezzo tecnico convinse il Parlamento ad
approvare la legge. Era stato brevettato nel dicembre 1836 da William Gossage (1799-1877) (Fig. 4), prima inventore prolifico e poi
industriale del sapone [13]. S’ispirava ad analoghi dispositivi in uso
in Francia e consisteva in una torre di adsorbimento ad acqua,
nota come “condensatore” o “torre dell’acido” (BP 7267/1836) [9,
13-14] (Fig. 5). Inizialmente si trattava di un mulino a vento in disuso,
riempito con ginestra spinosa e sterpaglia. Un flusso d’acqua percolava dall’alto, in controcorrente con il gas, dando come risultato
una soluzione acquosa di acido cloridrico. Alcuni lamentavano che il
consumo d’acqua fosse eccessivo. Successivamente il sistema fu
perfezionato usando come riempimento coke o altri materiali porosi
come, ad esempio, dei mattoni. Così, in pratica, dalla base della torre
non uscivano fumi. L’efficienza del processo di rimozione dipendeva
chiaramente dall’estensione della superficie di contatto liquido-gas,
assai superiore a quella di sistemi precedenti. I risultati furono ottimi
ma durante i primi anni di applicazione della legge lo smaltimento dell’acido cloridrico acquoso recuperato dai condensatori costituiva per
L’Ispettorato agli alcali
L’Alkali Act assegnava al Ministero del Commercio la facoltà di nominare una persona idonea al ruolo di “Ispettore delle fabbriche di alcali” e, su sua richiesta, il Ministero poteva nominare uno o più viceispettori. La legge specificava che la carica non era compatibile con
quella di Agente Fondiario, che non poteva essere attribuita a chi era
chimico sanitario e difensore civico, Robert Angus Smith non ha
apportato, secondo alcuni [17], alcun significativo contributo al progresso scientifico, sia in termini di scoperta che di innovazione.
Secondo altri, invece, con i suoi studi sulla chimica delle precipitazioni atmosferiche, raccolti in Air and Rain: The beginnings of chemical
climatology [18] diede un contributo di prim’ordine proprio alla nascita di tale disciplina [19]. Smith analizzò acque piovane e acque di
pozzo, condense di ambienti chiusi, acque fluviali perché, come
scrisse esplicitamente riferendosi alle città inquinate “I was anxious to
find what the real evil in their polluted atmosphere consisted of”. Esaminò anche l’aria, acida al punto da far virare la cartina indicatrice,
specialmente quando si bruciava carbone; tentò anche di mettere in
relazione i risultati con le sensazioni provate durante la respirazione, i
residui dell’evaporazione, l’odore dei residui, la combustione dei residui stessi ecc. Dai suoi lavori appare attento alle procedure di cam-
direttamente o indirettamente coinvolto in qualsiasi tipo di fabbrica,
pionamento, alla pulizia dei recipienti e al materiale di cui erano costi-
oppure interessato a qualsiasi brevetto riguardante la decomposizio-
tuiti (utilizzava anche il platino). Sosteneva inoltre la necessità di effet-
ne del sale o la condensazione dell’acido muriatico. Senza interrom-
tuare confronti fra città e zone (come quelle di campagna) presumi-
pere l’attività delle fabbriche, l’Ispettore doveva verificare l’efficienza
bilmente meno inquinate, nonché di mettere in relazione i risultati con
delle apparecchiature di condensazione e la quantità di acido con-
gli eventi meteorologici [20].
densato, eseguendo qualsiasi prova che ritenesse idonea allo scopo.
Il proprietario della fabbrica doveva fornire i servizi necessari.
Poiché mancava un sistema di monitoraggio delle emissioni sul quale
basare gli interventi, Smith inventò un dispositivo che consentiva di
Inizialmente, venne istituito un ispettorato governativo composto
controllare in continuo le emissioni delle ciminiere Leblanc [11, 16].
da cinque chimici. L’ispettore capo poteva inoltrare querela, dietro
autorizzazione del competente Dipartimento Governativo. Fino al
Fatto ciò, mise le sue conoscenze a disposizione degli industriali per
consentire loro di rispettare i limiti di legge, sempre prodigo di consi-
1893 l’Ispettore decideva anche l’ammontare della multa nei casi
gli sul come controllare gli scarichi e adeguare gli impianti. I risultati
in cui non si procedeva per vie legali.
Il primo Ispettore Capo fu Robert Angus Smith (Glasgow 1817 - Manchester 1884) (vedi foto in apertura), un
chimico sanitario proveniente da Manchester, il quale era coadiuvato da Alfred Fletcher, Brereton Todd e Charles Blatherwick
di Londra e da John T. Hobson di Manchester [16]. L’ispettore capo proveniva dalla
Scuola di Liebig, con cui aveva lavorato a
Giessen dal 1839 al 1841, anno in cui conseguì il dottorato. Aveva radicato in sé i
principi ispiratori dell’attività di Liebig, tra i
non mancarono. Così, quando Smith inviò al Parlamento il suo
primo rapporto (1865), Lord Derby espresse il suo convinto
apprezzamento [21]. Derby disse che
Smith, con la sua azione conciliante, si
era assicurato la collaborazione cordiale
degli industriali. In tal modo, le sessanta
fabbriche di alcali sottoposte a controllo
erano giunte a ridurre le emissioni di
acido ben oltre i dettami della legge.
Trentatré erano giunte addirittura ad
annullarle o a non superare lo 0,1%. Alle
denunce, l’Ispettore Capo preferiva le
quali spiccava l’esaltazione del ruolo
sociale della scienza. Nel 1842 divenne
assistente di Lyon Playfair a Manchester
sanzioni pecuniarie e a queste l’informazione e la persuasione. Così non furono
erogate multe o denunce fino a tutto il
e, con il suo aiuto, aprì uno studio di consulenza professionale, interessandosi
prevalentemente di chimica sanitaria in
1865 e nei dieci anni successivi si ebbero
solo quattro denunce [10]. Alla morte di
Smith gli subentrò, come ispettore-capo,
Alfred Evans Fletcher (1827-1920) che
proseguì l’azione del predecessore.
un contesto in cui abbondavano i problemi ambientali. Benché apprezzato come
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gli industriali un vero problema economico. Non si sapeva come utilizzarlo e il suo trasporto era oneroso [11]. Così si tentò in ogni modo
di ricavarne cloro. Si deve a Gossage il primo brevetto (BP
7416/1837) ma la realizzazione industriale fu opera di Weldon (1866)
e venne perfezionata da Deacon e Hurter nel 1882 [14]. La produzione del cloro e del cloruro di calce, da usarsi specialmente come
sbiancante [15], rese economicamente vantaggiosa l’applicazione
dell’Alkali Act.
Fig. 4 - William Gossage (1799-1877)
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Il bilancio
Il 23 maggio 1865, tre anni dopo un editoriale del Times dedicato
alle “nebbie mortifere” derivate dalle industrie di soda [22], lo stesso giornale così commentava i risultati della legge: “Si coltivarono
rose laddove per anni non si era riusciti a farlo e gli alberi da frutto
fiorirono dopo molto tempo” [23]. A conferma di questo successo
si può aggiungere che l’Alkali Act doveva restare in vigore per cinque anni, invece fu rinnovato ed esteso ad altre produzioni fino al
1906 [24]. Per circa sessant’anni interessò la sola industria chimica. Dal 1920 si allungò la lista dei processi da monitorare e delle
emissioni considerate nocive, poi fu esteso a tutte le industrie
inquinanti. Nel 1958 subentrò l’Alkali Order, definitivamente sostituito nel 1990 dall’Environmental Protection Act.
I progressi della chimica e dell’ingegneria chimica, lo sviluppo dei
sistemi di misurazione e la consulenza fornita dall’Ispettorato per
adeguare le fabbriche alla nuova normativa, permisero agli industriali di rispettare i limiti imposti dall’Alkali Act. Tuttavia, va sottolineato che la loro collaborazione si intensificò quando ebbero convenienza economica a non disperdere nell’ambiente gli inquinanti,
perché gli scienziati avevano insegnato loro a ricavarne altri prodotti da collocare sul mercato. Così fu anche per il solfuro di calcio. Quando, con il processo Chance-Claus (1882) si giunse a
recuperare lo zolfo era ormai troppo tardi perché la maggior parte
Fig. 5 - Il condensatore di Gossage
dei produttori di soda era passata al processo Solvay.
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